JP2018168971A - 逆入力遮断クラッチ - Google Patents

Abstract

【課題】ロック式の逆入力遮断クラッチにおいて、クラッチ内部の潤滑剤の減少による潤滑不良を防止する。【解決手段】入力軸１と、出力軸２と内輪３が一体形成された出力側部材４と、外輪５と出力側のすべり軸受６が一体形成された固定部材７と、外輪５の内周に嵌め込まれた入力側のすべり軸受１１とで囲まれた内部空間（クラッチ内部）に潤滑剤が封入されている逆入力遮断クラッチにおいて、入力側すべり軸受１１のクラッチ内部側の側面に環状の凹部を設けてグリース溜り１１ａとすることにより、そのグリース溜り１１ａに保持されている潤滑剤が、入力軸１から出力側部材４へ回転が伝達されているときも、ほぼ静止した状態を維持してクラッチ外部へ漏れ出さないようにしたのである。【選択図】図１

Description

本発明は、入力トルクが加えられたときは入力側部材の回転を出力側部材に伝達し、逆入力トルクに対しては入力側部材が回転しないようにする逆入力遮断クラッチに関する。

逆入力遮断クラッチは、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、その回転を出力側部材に伝達し、出力側部材に逆入力トルクが加えられたときは、入力側部材が回転しないようにするものである。この逆入力遮断クラッチには、逆入力トルクに対して出力側部材をロックさせる方式（以下、この方式を「ロック式」と称する。）のものがある（例えば、特許文献１、２参照。）。

上記特許文献１、２に記載されたロック式の逆入力遮断クラッチは、同一軸心のまわりに回転する入力側部材と出力側部材との間に、入力側部材の回転（入力トルク）を僅かな角度遅れをもって出力側部材に伝達するトルク伝達手段を設け、出力側部材の径方向外側に固定部材を配し、出力側部材の外周面に複数のカム面を設けて、固定部材の内周円筒面と出力側部材の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間を形成し、これらの各楔形空間に一対のローラとそのローラを楔形空間の狭小部へ押し込むばねを組み込むとともに、各楔形空間の周方向両側（ローラを挟んでばねと周方向で対向する位置）に、入力側部材と一体回転する保持器の柱部を挿入したものである。

この逆入力遮断クラッチでは、各ローラがばねの弾力で楔形空間の狭小部に押し込まれているので、出力側部材に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラが固定部材および出力側部材に係合することにより出力側部材が固定部材とロックされ、入力側部材へ回転伝達しない。

一方、入力側部材に入力トルクが加えられたときは、入力側部材と一体回転する保持器の柱部が回転方向後側のローラをばねの弾力に抗して楔形空間の広大部へ押し出すことにより、そのローラと固定部材および出力側部材との係合が解除されて、出力側部材がロック状態から解放された後、トルク伝達手段によって入力側部材から出力側部材に回転が伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のローラは楔形空間の広大部に相対移動するので、固定部材および出力側部材と係合することはない）。

特開平２−２７１１１６号公報 特開２０１０−２８１３７５号公報

ところで、上記のようなロック式の逆入力遮断クラッチでは、通常、入力側部材および出力側部材は、それぞれ固定部材に一体に形成されたすべり軸受または固定部材の内周側に取り付けられたすべり軸受によって回転自在に支持されており、その固定部材、入力側部材、出力側部材および２つのすべり軸受で囲まれた内部空間（クラッチ内部）にグリース等の潤滑剤を封入して、ローラと固定部材の内周円筒面および出力側部材のカム面との間の潤滑を行っている。

しかしながら、入力側部材から出力側部材に回転を伝達しているときには、その入出力側部材とともに回転する保持器、ローラおよびばねが潤滑剤を攪拌することにより、潤滑剤がクラッチ外部へ漏れ出して徐々に減少していくことが避けられない。クラッチ内部の潤滑剤が少なくなると、潤滑不良によりクラッチ部品が摩耗したり焼き付いたりしてトラブルが生じるおそれがある。特に、逆入力遮断クラッチをアクチュエータのモータの出力側に組み込んで、モータ停止時の逆入力トルクに対して出力側部材をロックする安全機構として用いる場合等、逆入力遮断クラッチが高速回転する条件で使用される場合には、潤滑不良によるトラブルが生じやすい。

そこで、本発明は、ロック式の逆入力遮断クラッチにおいて、クラッチ内部の潤滑剤の減少による潤滑不良を防止することを課題とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、同一軸心のまわりに回転する状態で配されている入力側部材および出力側部材と、前記出力側部材の径方向外側に配されている固定部材と、前記出力側部材に加えられる逆入力トルクに対して出力側部材と固定部材とをロックするロック手段と、前記入力側部材に加えられる入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除された状態のときに、前記入力側部材に加えられる入力トルクを前記出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備え、前記入力側部材および出力側部材は、それぞれ前記固定部材に一体に形成されたすべり軸受または前記固定部材の内周側に取り付けられたすべり軸受よって回転自在に支持されており、前記固定部材、入力側部材、出力側部材および２つのすべり軸受で囲まれた内部空間に潤滑剤が封入されている逆入力遮断クラッチにおいて、前記２つのすべり軸受の少なくとも一方は、前記内部空間側の側面に前記潤滑剤を保持する凹部が設けられている構成を採用した。

上記の構成によれば、２つのすべり軸受の少なくとも一方に設けられた凹部に保持されている潤滑剤は、入力側部材から出力側部材に回転を伝達しているときも、クラッチ内部部品による攪拌を受けず、ほぼ静止した状態を維持してクラッチ外部へ漏れ出すことがないので、クラッチ内部の潤滑剤の減少が抑制され、潤滑不良を生じにくくすることができる。

ここで、前記ロック手段としては、前記固定部材の内周に円筒面が設けられ、前記出力側部材の外周に複数のカム面が設けられて、前記固定部材の内周円筒面と出力側部材の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が形成され、これらの各楔形空間に一対のローラが組み込まれ、前記各ローラがばねで楔形空間の狭小部へ押し込まれているものを、前記ロック解除手段としては、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器が、前記入力側部材に入力側部材と一体回転する状態で取り付けられているものを採用することができる。そして、このロック手段とロック解除手段を採用する場合は、前記出力側部材を支持するすべり軸受が、前記出力側部材のカム面が設けられた部位、ローラおよびばねの回転を案内し、前記入力側部材を支持するすべり軸受が前記保持器の回転を案内する構成とするとよい。

また、前記入力側部材の先端部が前記出力側部材の内部に挿入されて、前記出力側部材を支持するすべり軸受の径方向内側に達している構成とすれば、入力側部材が長手方向の２箇所で回転自在に支持されることになるので、入力側部材と出力側部材の同軸性の確保が容易になり、より安定したクラッチ動作が行えるようになる。

本発明の逆入力遮断クラッチは、上述したように、入力側部材を支持するすべり軸受と出力側部材を支持するすべり軸受の少なくとも一方が、クラッチ内部側の側面に凹部を有し、入力側部材から出力側部材に回転を伝達しているときも、クラッチ内部に封入された潤滑剤のうち、すべり軸受の凹部に保持されている潤滑剤が、ほぼ静止した状態を維持してクラッチ外部へ漏れ出さないようにしたものであるから、高速回転する条件で使用される場合にも潤滑不良が生じにくく、長期間安定して使用することができる。

第１実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図 図１のII−II線に沿った断面図 ａ、ｂは、それぞれ図２に対応してクラッチ動作を説明する断面図 第１実施形態の出力側すべり軸受の変形例を示す縦断正面図 第２実施形態の逆入力遮断クラッチの縦断正面図 第２実施形態の入力側および出力側すべり軸受の変形例を示す縦断正面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は第１の実施形態を示す。この逆入力遮断クラッチは、図１および図２に示すように、入力側部材としての入力軸１と、出力軸２と内輪３が一体形成された出力側部材４と、内輪３の径方向外側に配される外輪５と出力軸２を回転自在に支持する出力側のすべり軸受６が一体形成された二段円筒状の固定部材７と、内輪３と外輪５との間に挿入される複数の柱部８ａを有する保持器８と、内輪３と外輪５との間に組み込まれるローラ９およびコイルばね１０と、入力軸１を回転自在に支持する入力側のすべり軸受１１とで構成されている。その固定部材７は適宜の手段により図示省略した外部部材に固定されるようになっている。また、コイルばね１０は板ばね等の他の弾性部材に代えることもできる。

前記入力軸１は、外周に二面幅（軸心と平行でかつ互いに平行な２つの係合面）が形成された係合部１ａと、係合部１ａの端面から突出する小径円筒部１ｂとを有し、その係合部１ａの先端側部分が、前記内輪３の中央に設けられた係合穴３ａに挿入され、小径円筒部１ｂが内輪３の係合穴３ａの底から出力軸２の円形穴２ａに嵌め込まれて、出力側部材４（出力軸２および内輪３）と同一軸心のまわりに回転するようになっている。また、その係合部１ａの軸方向中央側部分には、保持器８の円筒部８ｂが隙間なく嵌め込まれて、入力軸１と保持器８が一体回転するようになっている。

ここで、入力軸１の小径円筒部１ｂ（先端部）は出力側すべり軸受６の径方向内側に達しており、入力軸１は長手方向の２箇所で回転自在に支持される状態となっている。これにより、入力軸１と出力軸２の同軸性が確保しやすく、後述するクラッチ動作を安定して行えるようになっている。

また、内輪３の係合穴３ａは、断面が入力軸１の係合部１ａとほぼ同じ形状で、入力軸１の係合部１ａを挿入したときに僅かな回転方向の隙間が生じるように形成されており、これにより、入力軸１に加えられる入力トルクを僅かな角度遅れをもって出力側部材４に伝達するトルク伝達手段が構成されている。

そして、入力軸１はモータ等の駆動源（図示省略）から入力トルクを加えられ、出力軸２は外周に二面幅が形成された係合部２ｂに取り付けられる出力歯車等の回転伝達部材（図示省略）にトルクを出力するようになっている。

前記外輪５の内周は円筒面となっており、内輪３の外周にはカム面３ｂが周方向に複数設けられ、外輪５の内周円筒面と内輪３の各カム面３ｂとの間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間１２が形成されている。そして、これらの各楔形空間１２には前記ローラ９が一対ずつ組み込まれ、前記コイルばね１０がその一対のローラ９に挟まれるように組み込まれて各ローラ９を楔形空間１２の狭小部へ押し込んでいる。これにより、出力側部材４に加えられる逆入力トルクに対して、出力側部材４の一部である内輪３と固定部材７の一部である外輪５とをロックするロック手段が構成されている。

また、前記各楔形空間１２の周方向両側（ローラ９を挟んでコイルばね１０と周方向で対向する位置）には、前記保持器８の柱部８ａが挿入されている。これにより、入力軸１に入力トルクが加えられたときに、保持器８が入力軸１と一体に回転して、保持器８の柱部８ａが一対のローラ９のうちの回転方向後側のローラ９を楔形空間１２の広大部へ押し出して、前記ロック手段によるロック状態を解除するようになっている。すなわち、各楔形空間１２の周方向両側に挿入される柱部８ａを有する保持器８が、入力軸１に入力軸１と一体回転する状態で取り付けられていることにより、前記ロック状態を解除するロック解除手段が構成されている。

前記出力側すべり軸受６は、外輪５の出力側端から径方向内側に向かう側板部６ａと、側板部６ａの内周部から軸方向外側に延びる円筒部６ｂとからなり、その円筒部６ｂで出力軸２を回転自在に支持している。一方、前記入力側すべり軸受１１は、焼結含油軸受からなるもので、外輪５の入力側端部の内周に嵌め込まれて入力軸１を回転自在に支持している。

そして、固定部材７（外輪５および出力側すべり軸受６）、入力軸１、出力側部材４の内輪３および入力側すべり軸受１１で囲まれた内部空間（クラッチ内部）に、図示省略した潤滑剤としてのグリースが封入されて、ローラ９と外輪５の内周円筒面および内輪３のカム面３ｂとの間の潤滑が行われるようになっている。ここで、入力側すべり軸受１１のクラッチ内部側の側面には外周側に環状の凹部が設けられ、この凹部がクラッチ内部に封入されたグリースの大部分を保持するグリース溜り１１ａとなっている。

この逆入力遮断クラッチは、上記の構成であり、各ローラ９がコイルばね１０の弾力で楔形空間１２の狭小部に押し込まれているので、出力側部材４に逆入力トルクが加えられても、回転方向後側のローラ９が固定部材７の一部である外輪５および出力側部材４の一部である内輪３に係合することにより出力側部材４が固定部材７とロックされ、入力軸１へ回転伝達しない。

一方、入力軸１に入力トルクが加えられたときには、まず、図３（ａ）に示すように、入力軸１と一体に回転する保持器８の柱部８ａが回転方向後側のローラ９をコイルばね１０の弾力に抗して楔形空間１２の広大部へ押し出すことにより、そのローラ９と外輪５および内輪３との係合が解除されて、出力側部材４がロック状態から解放される。そして、図３（ｂ）に示すように、入力軸１がさらに回転して、その係合部１ａと内輪３の係合穴３ａとが係合すると、入力軸１の回転が内輪３を介して出力軸２に伝達されるようになる（このとき、回転方向前側のローラ９は楔形空間１２の広大部に相対移動するので、外輪５および内輪３と係合することはない）。このときには、入力側すべり軸受１１が内周部で保持器８の回転を案内し、出力側すべり軸受６が側板部６ａで内輪３、ローラ９およびばね１０の回転を案内するようになっているので、入力軸１から出力側部材４への回転伝達がスムーズに行われる。

ここで、上記のように入力軸１から出力側部材４へ回転が伝達されているときには、その入力軸１や出力側部材４とともに回転する保持器８、ローラ９およびばね１０がクラッチ内部の楔形空間１２に保持されている潤滑剤を攪拌するが、入力側すべり軸受１１のグリース溜り１１ａに保持されている潤滑剤は、保持器８等のクラッチ内部部品による攪拌を受けず、ほぼ静止した状態を維持してクラッチ外部へ漏れ出すことがない。このため、高速回転する条件で使用される場合にも、クラッチ内部の潤滑剤の減少が少なく、長期間にわたって潤滑不良およびそれによるトラブルを防止することができる。

上述した第１実施形態では入力側すべり軸受１１側のみにグリース溜り１１ａを設けたが、図４に示す変形例のように、出力側すべり軸受６にも、その側板部６ａのクラッチ内部側の側面に環状の凹部を設けてグリース溜り６ｃとしてもよい。このようにすれば、より長く潤滑性の良好な状態を維持して、クラッチ寿命の一層の延長を図ることができる。

図５は第２の実施形態を示す。この実施形態では、第１実施形態の固定部材７の外輪５と一体形成された出力側すべり軸受６に代えて、焼結含油軸受からなる出力側すべり軸受１３を外輪５の出力側端部の内周に嵌め込み、この出力側すべり軸受１３のクラッチ内部側の側面の外周側に環状の凹部を設けてグリース溜り１３ａとしたものである。なお、各すべり軸受１１、１３の凹部の軸方向寸法は第１実施形態の入力側すべり軸受１１の凹部よりも小さくして、固定部材７（外輪５）の軸方向寸法を第１実施形態と同程度に抑えている。

上述した第２実施形態では、入力側すべり軸受１１の外周側と出力側すべり軸受１３の内周側にグリース溜り１１ａ、１３ａを設けたが、図６に示す変形例のように、各すべり軸受１１、１３のクラッチ内部側の側面の径方向中央部に凹部を設けてグリース溜り１１ａ、１３ａとしてもよい。

また、上述した各実施形態では、すべり軸受のクラッチ内部側の凹部を環状に形成してグリース溜りとしたが、その凹部すなわちグリース溜りはすべり軸受の周方向の一部に設けるかまたは複数箇所に断続的に設けるようにしてもよい。

１ 入力軸（入力側部材）
１ａ 係合部
２ 出力軸
３ 内輪
３ａ 係合穴
３ｂ カム面
４ 出力側部材
５ 外輪
６ すべり軸受
６ｃ グリース溜り
７ 固定部材
８ 保持器
８ａ 柱部
９ ローラ
１０ コイルばね
１１ すべり軸受
１１ａ グリース溜り
１２ 楔形空間
１３ すべり軸受
１３ａ グリース溜り

Claims (4)

1. 同一軸心のまわりに回転する状態で配されている入力側部材および出力側部材と、前記出力側部材の径方向外側に配されている固定部材と、前記出力側部材に加えられる逆入力トルクに対して出力側部材と固定部材とをロックするロック手段と、前記入力側部材に加えられる入力トルクに対して前記ロック手段によるロック状態を解除するロック解除手段と、前記ロック状態が解除された状態のときに、前記入力側部材に加えられる入力トルクを前記出力側部材に伝達するトルク伝達手段とを備え、
   前記入力側部材および出力側部材は、それぞれ前記固定部材に一体に形成されたすべり軸受または前記固定部材の内周側に取り付けられたすべり軸受よって回転自在に支持されており、
   前記固定部材、入力側部材、出力側部材および２つのすべり軸受で囲まれた内部空間に潤滑剤が封入されている逆入力遮断クラッチにおいて、
   前記２つのすべり軸受の少なくとも一方は、前記内部空間側の側面に前記潤滑剤を保持する凹部が設けられていることを特徴とする逆入力遮断クラッチ。
2. 前記ロック手段は、前記固定部材の内周に円筒面が設けられ、前記出力側部材の外周に複数のカム面が設けられて、前記固定部材の内周円筒面と出力側部材の各カム面との間に周方向両側で次第に狭小となる楔形空間が形成され、これらの各楔形空間に一対のローラが組み込まれ、前記各ローラがばねで楔形空間の狭小部へ押し込まれているものであり、
   前記ロック解除手段は、前記各楔形空間の周方向両側に挿入される柱部を有する保持器が、前記入力側部材に入力側部材と一体回転する状態で取り付けられているものであることを特徴とする請求項１に記載の逆入力遮断クラッチ。
3. 前記出力側部材を支持するすべり軸受が、前記出力側部材のカム面が設けられた部位、ローラおよびばねの回転を案内し、前記入力側部材を支持するすべり軸受が前記保持器の回転を案内することを特徴とする請求項２に記載の逆入力遮断クラッチ。
4. 前記入力側部材の先端部が前記出力側部材の内部に挿入されて、前記出力側部材を支持するすべり軸受の径方向内側に達していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の逆入力遮断クラッチ。

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